JP2009284571A - Battery regenerator and battery regeneration method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリーを充放電する際の充放電特性に基づいてバッテリーを効果的に再生するバッテリー再生器およびバッテリー再生方法に関する。 The present invention relates to a battery regenerator and a battery regenerating method for effectively regenerating a battery based on charge / discharge characteristics when charging / discharging the battery.
フォークリフトやゴルフカート、構内電動車両等のバッテリーを動力源とする電動車両では、長年使用していると、突然にバッテリー故障が生じ、使用困難となり、運搬業務等に問題が生じることがある。 In an electric vehicle using a battery as a power source, such as a forklift, a golf cart, and a premises electric vehicle, if it is used for many years, the battery suddenly breaks down and becomes difficult to use, which may cause problems in transportation work.
バッテリーがこのような状態となる前に、定期的なメンテナンスを行い、バッテリーの回復を行う必要がある。
バッテリーが使用困難となる原因としては、充電不良による深放電により電極表面に絶縁物が付着(サルフェーション)することや、部分的細隙閉塞やセルアンバランスによる転極セルの発生(初期バーリア)、正極軟化や負極硬化などが挙げられる。
Before the battery reaches such a state, it is necessary to perform periodic maintenance and recover the battery.
The causes of the difficulty in using the battery include that the insulator adheres to the electrode surface due to deep discharge due to poor charging (sulfation), the occurrence of reversal cells due to partial slit blockage and cell imbalance (initial barrier), Examples include positive electrode softening and negative electrode curing.
従来、このような原因を取り除き、バッテリーを回復させるために、例えば、反応促進剤を蓄電池のセルに添加し、充電したのち、大電流を流すことによって電極表面が加熱・核沸騰状態となって表面に付着した絶縁物を剥離する方法が提案されている(特開2005−174888号公報参照)。
しかしながら、従来、バッテリーにバーリアが発生した場合には、これを解消し、バッテリーを回復させる方法はなかった。
また、バッテリーが使用困難となる原因は、上述したように様々なものがあり、使用困難となったバッテリーごとに発生した原因に応じて、適したバッテリー再生処置を実施する必要があった。
However, conventionally, there has been no method for resolving the battery when the battery has a rear and recovering the battery.
In addition, there are various causes for the difficulty in using the battery as described above, and it is necessary to perform an appropriate battery regeneration process depending on the cause that occurs for each battery that has become difficult to use.
本発明は、このような状況に鑑み、使用困難となったバッテリーの症状を診断して、バッテリーに対して適切に再生処置を実施し、効果的にバッテリーの再生を行うことができるバッテリー再生器およびバッテリー再生方法を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention is a battery regenerator capable of diagnosing a symptom of a battery that has become difficult to use, appropriately performing a regenerating process on the battery, and effectively regenerating the battery. And a battery regeneration method.
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明なされたものであって、本発明のバッテリー再生器は、
バッテリーを再生するためのバッテリー再生器であって、
バッテリーの充電を行うためのバッテリー充電手段と、
バッテリーの放電を行うためのバッテリー放電手段と、
バッテリーの全体の電圧、または、個々のセル電圧を監視するためのバッテリー電圧監視手段と、
バッテリーの放電回数を監視するための放電回数監視手段とを備え、
前記バッテリー再生器にバッテリーを接続して、前記バッテリー充電手段によってバッテリーの充電を行う充電モードと、
前記バッテリー放電手段によってバッテリーの放電を行う放電モードとを繰り返し行うように構成するとともに、
前記放電回数監視手段によって計数された放電回数が、予め設定された所定回数に達した場合に前記バッテリー再生器の動作を終了させるか、もしくは、
前記放電モードにおいて、前記バッテリー電圧監視手段によって監視されているバッテリー全体の電圧が、予め設定された所定の放電終了電圧に達した場合、または、前記バッテリー電圧監視手段によって監視されている個々のセル電圧のうちいずれかが転極した場合に前記バッテリー再生器の動作を終了させるように構成することを特徴とする。
The present invention has been made to achieve the above-described problems and objects in the prior art, and the battery regenerator of the present invention is
A battery regenerator for regenerating a battery,
Battery charging means for charging the battery;
Battery discharging means for discharging the battery;
Battery voltage monitoring means for monitoring the overall voltage of the battery or individual cell voltages;
A discharge frequency monitoring means for monitoring the number of discharges of the battery,
A charging mode in which a battery is connected to the battery regenerator and the battery is charged by the battery charging means;
The battery discharge means is configured to repeatedly perform a discharge mode in which the battery is discharged, and
The operation of the battery regenerator is terminated when the number of discharges counted by the discharge number monitoring means reaches a predetermined number set in advance, or
In the discharge mode, when the voltage of the whole battery monitored by the battery voltage monitoring unit reaches a predetermined discharge end voltage set in advance, or individual cells monitored by the battery voltage monitoring unit The present invention is characterized in that the operation of the battery regenerator is terminated when any of the voltages is reversed.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
バッテリーを再生するためのバッテリー再生方法であって、
バッテリーの充電を行う充電モードと、
バッテリーの放電を行う放電モードとを繰り返し行うとともに、
バッテリーの放電回数を監視して、バッテリーの放電回数が予め設定された所定回数に達した場合にバッテリーの再生を終了させるか、もしくは、
前記放電モードにおいて、バッテリー全体の電圧を監視するとともに、前記バッテリー全体の電圧が予め設定された所定の放電終了電圧に達した場合、または、バッテリーの個々のセル電圧を監視するとともに、前記バッテリーが有する個々のセル電圧のうちいずれかが転極した場合にバッテリーの再生を終了させることを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
A battery regeneration method for reproducing a battery,
A charging mode to charge the battery,
While repeating the discharge mode to discharge the battery,
Monitor the number of times the battery has been discharged, and end the battery regeneration when the battery has reached a preset number of times, or
In the discharge mode, the voltage of the entire battery is monitored, and when the voltage of the entire battery reaches a predetermined discharge end voltage, or the individual cell voltage of the battery is monitored, the battery The battery regeneration is terminated when any one of the individual cell voltages has a polarity.
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記バッテリー再生器が、
充放電電流を監視する充放電電流監視手段と、
充電時間を監視する充電時間監視手段とを備えることを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
The battery regenerator is
Charge / discharge current monitoring means for monitoring the charge / discharge current;
Charging time monitoring means for monitoring the charging time.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記バッテリーの充放電電流を監視するとともに、
前記バッテリーの充電時間を監視することを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
While monitoring the charge / discharge current of the battery,
The charging time of the battery is monitored.
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記バッテリー再生器が、予め設定された所定の充電終了時間が経過した際に充電を終了させる充電経過時間監視手段とを備え、
前記充電モードにおいて、
前記バッテリーの充電開始の際に、前記充電経過時間監視手段によって、充電経過時間の監視を開始するとともに、
前記バッテリー電圧監視手段によって、バッテリー全体の電圧およびバッテリーが有する個々のセルの電圧の監視、ならびに、前記充放電電流監視手段によってバッテリーの充電電流の監視をすることを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
The battery regenerator comprises charge elapsed time monitoring means for terminating the charge when a predetermined charge end time set in advance elapses,
In the charging mode,
At the start of charging the battery, the charging elapsed time monitoring means starts monitoring the elapsed charging time,
The battery voltage monitoring means monitors the voltage of the whole battery and the voltage of each cell of the battery, and the charge / discharge current monitoring means monitors the charging current of the battery.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記充電モードにおいて、
前記バッテリーの充電開始の際に、充電経過時間の監視を開始するとともに、
前記バッテリー全体の電圧およびバッテリーが有する個々のセルの電圧の監視、ならびに、バッテリーの充電電流の監視をすることを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
In the charging mode,
At the start of charging the battery, start monitoring the elapsed charging time,
The voltage of the whole battery and the voltage of each cell of the battery are monitored, and the charging current of the battery is monitored.
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記バッテリー再生器が、
前記バッテリー電圧監視手段によって監視されているバッテリー全体の電圧が、予め設定された所定の過電圧監視電圧に達した後、予め設定された所定の過電圧監視時間が経過した際に充電を終了させるように構成することを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
The battery regenerator is
The charging is terminated when a predetermined overvoltage monitoring time elapses after the voltage of the entire battery monitored by the battery voltage monitoring means reaches a predetermined overvoltage monitoring voltage set in advance. It is characterized by comprising.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記バッテリー全体の電圧が、予め設定された所定の過電圧監視電圧に達した後、予め設定された所定の過電圧監視時間が経過した際に充電モードを終了させることを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
The charging mode is terminated when a predetermined overvoltage monitoring time elapses after the voltage of the entire battery reaches a predetermined overvoltage monitoring voltage set in advance.
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記放電モードにおいて、
前記バッテリーの放電開始の際に、前記バッテリー電圧監視手段によって、バッテリー全体の電圧およびバッテリーが有する個々のセルの電圧の監視、ならびに、前記充放電電流監視手段によってバッテリーの放電電流の監視をすることを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
In the discharge mode,
At the start of discharge of the battery, the battery voltage monitoring means monitors the voltage of the entire battery and the voltage of each cell of the battery, and the charge / discharge current monitoring means monitors the battery discharge current. It is characterized by.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記放電モードにおいて、
前記バッテリーの放電開始の際に、前記バッテリー全体の電圧およびバッテリーが有する個々のセルの電圧の監視、ならびに、バッテリーの放電電流の監視をすることを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
In the discharge mode,
When the discharge of the battery is started, the voltage of the whole battery and the voltage of each cell included in the battery are monitored, and the discharge current of the battery is monitored.
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記放電モードにおいて、
前記バッテリー電圧監視手段によって、バッテリーが有する個々のセルのうちいずれかの破損が検知された場合に、前記放電回数監視手段の作動を停止させるとともに、バッテリーの放電を終了させるように構成することを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
In the discharge mode,
The battery voltage monitoring means is configured to stop the operation of the discharge frequency monitoring means and terminate the discharge of the battery when any of the individual cells of the battery is damaged. Features.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記放電モードにおいて、
前記バッテリーが有する個々のセルのうちのいずれかの破損が検知された場合に、放電モードを終了させることを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
In the discharge mode,
The discharge mode is terminated when any one of the individual cells of the battery is detected to be damaged.
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記バッテリー再生器が、
前記バッテリー電圧監視手段で計測されたバッテリー電圧値、前記充放電電流監視手段で計測された充放電電流値の少なくともいずれかを記録するための計測情報蓄積手段を備えることを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
The battery regenerator is
It is characterized by comprising measurement information storage means for recording at least one of the battery voltage value measured by the battery voltage monitoring means and the charge / discharge current value measured by the charge / discharge current monitoring means.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記バッテリーの電圧値、または、充放電電流値の少なくともいずれかを計測情報蓄積手段に記録することを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
At least one of the voltage value of the battery and the charge / discharge current value is recorded in the measurement information storage unit.
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記バッテリー再生器が、
前記バッテリー電圧監視手段によって、バッテリーが有する個々のセルのうちいずれかの破損が検知された場合に、前記放電回数監視手段によって計数された放電回数を前記計測情報蓄積手段に記録することを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
The battery regenerator is
The battery voltage monitoring unit records the number of discharges counted by the discharge number monitoring unit in the measurement information storage unit when any one of the individual cells of the battery is damaged. To do.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記バッテリーが有する個々のセルのうちのいずれかの破損が検知された場合に、それまでに実行された放電モードの回数、すなわち、放電回数を前期計測情報蓄積手段に記録することを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
When any one of the individual cells of the battery is detected to be damaged, the number of discharge modes executed so far, that is, the number of discharges is recorded in the previous measurement information storage means. .
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記バッテリー再生器が、
前記計測情報蓄積手段に記録されたバッテリーのバッテリー電圧値または放充電電流値の少なくともいずれかに基づき、バッテリーの診断を行うバッテリー診断手段を備えることを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
The battery regenerator is
Battery diagnosis means for diagnosing the battery based on at least one of a battery voltage value and a charge / discharge current value of the battery recorded in the measurement information storage means is provided.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記計測情報蓄積手段に記録されたバッテリーのバッテリー電圧値または放電電流値の少なくともいずれかに基づき、バッテリーの診断を行うことを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
The battery diagnosis is performed based on at least one of a battery voltage value and a discharge current value of the battery recorded in the measurement information storage unit.
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記バッテリー再生器が、
前記バッテリーが有する個々のセルに対してインパルス放電を行うインパルス放電手段と、
前記セルごとのセル電圧を測定するセル電圧測定手段と、
前記セル電圧測定手段により得られた個々のセル電圧を解析し、劣化セルを検出する劣化セル解析手段とを備えることを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
The battery regenerator is
Impulse discharge means for performing impulse discharge on individual cells of the battery;
Cell voltage measuring means for measuring a cell voltage for each cell;
And a deteriorated cell analyzing means for analyzing individual cell voltages obtained by the cell voltage measuring means and detecting a deteriorated cell.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記バッテリーが有する個々のセルに対してインパルス放電を行うとともに、前記セルごとのセル電圧を測定し、
前記個々のセルごとのセル電圧を解析し、劣化セルを検出することを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
Performing impulse discharge on each cell of the battery and measuring the cell voltage for each cell;
The cell voltage for each individual cell is analyzed to detect a deteriorated cell.
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記充電モードにおいて、
前記バッテリー診断手段によって診断されたバッテリーの劣化原因に応じて、最適な充電電流、充電終了時間を設定するように構成することを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
In the charging mode,
In accordance with the cause of deterioration of the battery diagnosed by the battery diagnosis means, an optimum charging current and charging end time are set.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記バッテリーの診断によって得られたバッテリーの劣化原因に応じて、最適な充電電流、充電終了時間を設定することを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
An optimum charging current and charging end time are set according to the cause of deterioration of the battery obtained by the battery diagnosis.
また、本発明のバッテリー再生器は、
前記充電モードにおいて、
前記バッテリーが有する個々のセルに対して予め設定された所定の充電電流値によって充電を行うとともに、
前記劣化セル解析手段によって検出された劣化セルに対して、重畳して充電を行い、前記充電電流値よりも大きな劣化セル充電電流値によって充電を行うことを特徴とする。
The battery regenerator of the present invention is
In the charging mode,
While charging with a predetermined charging current value set in advance for each cell of the battery,
The deteriorated cell detected by the deteriorated cell analyzing means is charged in a superimposed manner, and charged with a deteriorated cell charge current value larger than the charge current value.
また、本発明のバッテリー再生方法は、
前記バッテリーが有する個々のセルに対して予め設定された所定の充電電流値によって充電を行うとともに、
検出された前記劣化セルに対して、重畳して充電を行い、前記充電電流値よりも大きな劣化セル充電電流値によって充電を行うことを特徴とする。
Further, the battery regeneration method of the present invention includes:
While charging with a predetermined charging current value set in advance for each cell of the battery,
The detected deteriorated cell is charged in a superimposed manner, and charged with a deteriorated cell charge current value larger than the charge current value.
本発明によれば、バッテリーの再生の際に充電と放電を繰り返すことによって、バッテリーの再生を自動的に行うことができるので、使用困難となったバッテリーを自動的に再生することができる。 According to the present invention, since the battery can be automatically regenerated by repeating the charging and discharging when the battery is regenerated, the battery that has become difficult to use can be automatically regenerated.
また、本発明によれば、バッテリーのバッテリー電圧値または充放電電流値の少なくともいずれかによってバッテリーの診断を行うことができるため、充電を行うバッテリーに最適な充電電流、充電終了時間を設定することができるので、使用困難となったバッテリーを最適に再生することができる。 In addition, according to the present invention, since the battery can be diagnosed by at least one of the battery voltage value and the charge / discharge current value of the battery, the optimum charging current and charging end time are set for the battery to be charged. Therefore, the battery that has become difficult to use can be optimally regenerated.
以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。
図1は、本発明のバッテリー再生器の構成を示すブロック図である。
本発明のバッテリー再生器10では、バッテリー再生器10に接続されるバッテリー90を充電するためのバッテリー充電手段20と、バッテリー90を放電するためのバッテリー放電手段22とを切り替え可能に備えている。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the battery regenerator of the present invention.
In the
ここで、バッテリー90の充電を行うために、バッテリー充電手段20に切り替えられている状態を充電モード、バッテリー90の放電を行うために、バッテリー放電手段22に切り替えられている状態を放電モードと呼ぶ。
Here, the state switched to the battery charging means 20 for charging the
なお、バッテリー再生器10には、バッテリー再生器10が放電モードとなった回数を計数するための放電回数監視手段23、バッテリー90の全体の電圧、及び、バッテリー90が有する個々のセルの電圧を監視するためのバッテリー電圧監視手段24、バッテリー90の充放電電流を監視する充放電電流監視手段26、バッテリー90の充電時間を監視する充電経過時間監視手段28がさらに備えられている。
The
また、バッテリー充電手段20は、図2に示すような回路から構成されている。
図2に示したバッテリー充電手段20は、入力部21aと出力部21bとからなり、入力部21aは、リアクタンスL1〜L3及びレジスタンスR1〜R3によって構成され、出力部21bは、レジスタンスR、コンダクタンスC、ゲートコントローラGc1〜Gc4によって構成されている。さらに、トランジスタTrによって、回路に流れる電流を整流している。
The battery charging means 20 is composed of a circuit as shown in FIG.
Battery charging means 20 shown in FIG. 2 consists of an input unit 21a and an output section 21b, the input unit 21a is configured by a reactance L 1 ~L 3 and resistance R 1 to R 3, the output section 21b Resistance R, the conductance C, and is constituted by a gate controller Gc 1 ~Gc 4. Further, the current flowing through the circuit is rectified by the transistor Tr.
このように構成されたバッテリー充電手段20では、充電対象であるバッテリー90(Vt)に接続された状態で、入力部に交流電圧を印加することによって充電が行われる。ここで、バッテリー90への充電電流及び充電電圧の制御は、ゲートコントローラGc1〜Gc4を制御することによって行われる。
In the
ここで、ゲートコントローラGc1〜Gc4は、ゲートがオンの状態のときには、電流をそのまま通過させ、ゲートがオフの状態のときには、電流を遮断するパワーFET素子を通過するように構成されている。 Here, the gate controllers Gc 1 to Gc 4 are configured to pass the current as it is when the gate is on, and to pass through the power FET element that cuts off the current when the gate is off. .
なお、ゲートコントローラGc1〜Gc4に対して並列に、レジスタンスRoを接続することによって、ゲートコントローラGc1〜Gc4がすべてオフの状態であっても、このレジスタンスRoを通過して限流された直流電流がバッテリー90の充電電流となる。さらに、ゲートコントローラGc1〜Gc4がすべてオフの状態であっても、電流が流れる状態が維持されているので、バッテリー電圧を測定することができ、バッテリー電圧監視手段24によってバッテリー電圧を常時監視することができる。
Incidentally, in parallel to the gate controller Gc 1 ~Gc 4, by connecting a resistance R o, the gate controller Gc 1 ~Gc 4 all be turned off, current limiting through the resistance Ro The generated direct current becomes the charging current of the
このように構成されるバッテリー充電手段20では、ゲートコントローラGc1〜Gc4に対して高周波電圧(矩形波)を、例えば、コンピュータ制御するなどして印加することによって、高エネルギーを有する高振動直流電流を発生させることができる。 In the battery charging means 20 configured as described above, a high-vibration direct current having high energy is applied by applying a high-frequency voltage (rectangular wave) to the gate controllers Gc 1 to Gc 4 by, for example, computer control. A current can be generated.
この高振動直流電流をバッテリー90の充電電流として用いることによって、バッテリー90の電極を効果的に活性化することができる。
このように、高振動直流電流によってバッテリー90の電極を活性化させることによって、電極の表面のみならず、電極内部をも活性化させることができ、効果的に電極の再生、すなわち、バッテリーの再生を行うことができる。
By using this high vibration direct current as the charging current of the
Thus, by activating the electrode of the
また、このように構成したバッテリー充電手段20の回路では、レジスタンスRとコンダクタンスCの直列接続部と、レジスタンスR3とリアクタンスL3との並列接続部とによって、共振回路を構成している。この共振回路によって発生する振動直流電流は、前述する高振動直流電流に比べ、低エネルギーの電流であるが、時間をかけて安全に、かつ、低負荷でバッテリー90の電極を活性化させることができる。
Further, in the circuit of the battery charging means 20 configured as described above, a resonance circuit is configured by the series connection portion of the resistance R and the conductance C and the parallel connection portion of the resistance R 3 and the reactance L 3 . The oscillating DC current generated by this resonant circuit is a low energy current compared to the above-described high oscillating DC current. However, it is possible to activate the electrode of the
このような構成の回路を含むバッテリー充電手段20を有するバッテリー再生器10では、接続されたバッテリー90の充電と放電を繰り返し行うように構成されている。
まず、バッテリー90を接続した状態でバッテリー再生器10を動作させることによって、バッテリー90の充電が開始される。バッテリー90の充電開始とともに、バッテリー電圧監視手段24によってバッテリー電圧(バッテリー90全体の電圧及びバッテリー90が有する個々のセル電圧)の監視、充放電電流監視手段26によって充電電流の監視、充電経過時間監視手段28によって充電経過時間の監視がそれぞれ開始される。
The
First, charging of the
さらに、バッテリー電圧が所定の過電圧監視電圧に達した際に、過電圧監視経過時間の監視が開始される。
この充電モードは、充電経過時間が所定の充電終了時間を経過するか、過電圧監視経過時間が所定の過電圧監視時間を経過することによって正常終了する。
Further, when the battery voltage reaches a predetermined overvoltage monitoring voltage, monitoring of the overvoltage monitoring elapsed time is started.
This charging mode ends normally when the elapsed charging time elapses a predetermined charging end time or when the overvoltage monitoring elapsed time elapses a predetermined overvoltage monitoring time.
なお、充電終了時間、過電圧監視時間、過電圧監視電圧はバッテリーの容量や種類、状態によって異なるもので、再生させるバッテリー毎に、例えば、キーボードなどの設定入力手段を介して設定することができる。 Note that the charging end time, overvoltage monitoring time, and overvoltage monitoring voltage vary depending on the capacity, type, and state of the battery, and can be set for each battery to be reproduced, for example, via setting input means such as a keyboard.
そして、充電モードが正常終了した後、バッテリー再生器10は放電モードに切り替えられ、バッテリー90の放電を開始する。なお、充電モードの正常終了後、バッテリー90の放電を開始するまでに所定の時間を置くことが好ましい。このように充電モードの終了から放電モードの開始までに所定の時間を置くことによってバッテリー90への負荷を低減させることができる。
Then, after the charging mode ends normally, the
放電モードにおいては、バッテリー放電手段22として、例えば、高抵抗値のレジスタンスを用いたり、コンデンサやトランジスタなどから構成される回生回路を用いたりすることによって、バッテリー90の放電を行っている。
In the discharge mode, the
この放電モードは、バッテリー90全体の電圧が所定の放電終了電圧に達するか、バッテリー90が有する個々のセルのうちいずれかが転極した場合に正常終了する。
なお、放電終了電圧はバッテリーの容量や種類、状態によって異なるもので、再生させるバッテリー毎に、例えば、キーボードなどの設定入力手段を介して設定することができる。
This discharge mode ends normally when the voltage of the
The discharge end voltage varies depending on the capacity, type, and state of the battery, and can be set for each battery to be reproduced, for example, via setting input means such as a keyboard.
そして、放電モードが正常終了した際に、放電回数監視手段によって放電回数が加算される。この放電回数が所定の回数に達していない場合には、バッテリー再生器10は再び充電モードに切り替えられる。
When the discharge mode ends normally, the number of discharges is added by the discharge number monitoring means. If the number of discharges has not reached the predetermined number, the
このように、充電モードと放電モードが順番に切り替えられ、バッテリー90の充電と放電が交互に行われることによって、バッテリーの再生がなされる。
そして、放電回数が所定の回数に達した場合に、バッテリー再生器10の動作は終了する。
As described above, the charging mode and the discharging mode are sequentially switched, and the
When the number of discharges reaches a predetermined number, the operation of the
図3は、本発明のバッテリー再生器の別の実施例の構成を示すブロック図である。
この実施例のバッテリー再生器は、基本的には、図1に示すバッテリー再生器10と同様の構成であり、同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the battery regenerator of the present invention.
The battery regenerator of this embodiment has basically the same configuration as the
このバッテリー再生器10では、図3に示すように、計測情報蓄積手段30及びバッテリー診断手段32が備えられている。
この計測情報蓄積手段30には、充電モード及び放電モードにおいて、バッテリー電圧監視手段24によって計測されたバッテリー電圧値、充放電電流監視手段26によって計測された充放電電流値、放電回数監視手段によって計数された放電回数のうち、少なくともいずれかが記録されるように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
The measurement
このように、バッテリー電圧値または充放電電流値を記録することによって、バッテリー電圧値または充放電電流値に基づき、バッテリー診断手段32によってバッテリーの状態を診断することができる。
As described above, by recording the battery voltage value or the charge / discharge current value, the
バッテリーの状態を診断する方法としては、例えば、バッテリー90の利用率を用いることができる。
具体的には、まず、バッテリー90の定格容量CAHを事前にバッテリー再生器10に、例えば、キーボードなどの設定入力手段によって設定する。そして、充電モードにおけるバッテリー90の充電開始からバッテリー電圧が過電圧監視電圧となるまでのバッテリー90の電圧値及び充電電流値を解析することによって、バッテリー90の充電量Cを得ることができる。
As a method for diagnosing the state of the battery, for example, the utilization rate of the
Specifically, first, the rated capacity C AH of the
そして、この充電量Cとバッテリー90の定格容量CAHとの比率である利用率RU、すなわち、
利用率RU=充電量C/定格容量CAH
を計算する。
The utilization rate R U , which is the ratio between the charged amount C and the rated capacity C AH of the
Utilization rate R U = charge amount C / rated capacity C AH
Calculate
この利用率RUが所定の値、例えば0.5(50%)を下回っていた場合にバッテリー90が異常状態であると判断することができる。
このようにバッテリー90の状態を診断することができるように構成することによって、バッテリーが実際に再生されたか否かがわかるため、バッテリー90が異常状態であった場合に、バッテリー90の診断によって判断された劣化原因に応じて、最適な充電電流、充電終了時間を設定し、充電モードを実行することができる。
When the utilization rate RU is below a predetermined value, for example, 0.5 (50%), it can be determined that the
By configuring so that the state of the
また、バッテリー再生器10の動作が終了した時点で、バッテリー90が異常状態であった場合に、再度バッテリー90の再生を行うか、バッテリー90を廃棄処分とするかの判断をすることができる。
Further, when the operation of the
図4は、本発明のバッテリー再生器の別の実施例の構成を示すブロック図である。
この実施例のバッテリー再生器は、基本的には、図1に示すバッテリー再生器10と同様の構成であり、同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the battery regenerator of the present invention.
The battery regenerator of this embodiment has basically the same configuration as the
このバッテリー再生器10では、図4に示すように、インパルス放電手段40、セル電圧測定手段42、劣化セル解析手段44を備えている。
ここで、インパルス放電手段40は、バッテリー90が有する個々のセルに対して個別にインパルス放電を行うように構成されている。また、セル電圧測定手段42は、バッテリー90が有する個々のセルの電圧を個別に測定するように構成されている。なお、セル電圧測定手段42によって測定された、バッテリー90が有する個々のセル電圧は、劣化セル解析手段44へと送られ、劣化セル解析手段44において、セルが劣化しているか否かが診断される。
As shown in FIG. 4, the
Here, the impulse discharge means 40 is configured to individually perform impulse discharge on each cell of the
ここで、劣化セル解析手段44では、個々のセルの電圧値の変化を、所定の充電特性と比較することによって、例えば、セル電圧が充電特性と比べ、異常に早い時間で高電圧値となった場合や、逆にセル電圧が上がらない場合などに劣化セルであるという判断をしている。 Here, the deteriorated cell analyzing means 44 compares the change in the voltage value of each cell with a predetermined charging characteristic, for example, the cell voltage becomes a high voltage value at an abnormally early time compared with the charging characteristic. If the cell voltage does not increase, the cell is judged to be a deteriorated cell.
このように構成されたバッテリー再生器10では、バッテリー90が有する個々のセルに対して個別にインパルス放電を行うことによって、バッテリー90の劣化セルを効果的に検出することができる。
In the
通常、バッテリー90が有する個々のセルに対しては、一律の充電電流値によって充電が行われている。しかしながら、劣化セルが検出された場合には、劣化セルに対してのみ重畳して充電を行い、一律の充電電流値よりも大きな劣化セル充電電流値によって充電を行うように構成されている。ここで、劣化セル充電電流値としては、一律の充電電流値の2倍以上とすることが好ましい。
Usually, each cell included in the
このように劣化セルに対してのみ劣化セル充電電流値を流すことによって、劣化セルに対して効率的に充電を行うことができるため、セルバランスの改善を行うことができ、バーリアが発生したバッテリーであっても、バーリアを解消し、バッテリーを再生させることができる。 In this way, by passing the deteriorated cell charging current value only to the deteriorated cell, it is possible to efficiently charge the deteriorated cell, so that the cell balance can be improved and the battery in which the barrier is generated. Even so, the bar rear can be eliminated and the battery regenerated.
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
図5は本発明のバッテリー再生器10を用いてバッテリーの再生を行った際の、バッテリー電圧と充電量及び放電量の関係を示すグラフである。
図5に示すように、1回目の充電モードでは、十分な充電量が充電される前にバッテリー電圧が上昇してしまい、120AH程度の充電量しか得られていない。そのため、1回目の放電モードでは90AHの仕事(放電量)しかできていない。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the battery voltage, the charge amount and the discharge amount when the battery is regenerated using the
As shown in FIG. 5, in the first charging mode, the battery voltage rises before a sufficient charge amount is charged, and only a charge amount of about 120 AH is obtained. Therefore, in the first discharge mode, only 90 AH work (discharge amount) can be performed.
これに対して、本発明のバッテリー再生器10によって充電モードと放電モードが繰り返され、再生されたバッテリー、すなわち、4回目の充電モードでは、バッテリー電圧は適正な上昇を示しており、充電終了までに260AH程度の充電量が充電されている。また、4回目の放電モードでは、180AH程度の仕事が可能となっており、再生前のバッテリーと比較すると、約2倍の仕事が可能なバッテリーに再生されたこととなる。
On the other hand, in the battery regenerated by the
図6は、バーリアが発生したバッテリーに対して、本発明のバッテリー再生器10を用いてバッテリーの再生を行った際の、充電時間に対するバッテリー電圧及び充電電流の関係を示すグラフである。なお、このグラフでは、放電モードにおけるバッテリー電圧と充電電圧の変化は省略している。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the battery voltage and the charging current with respect to the charging time when the battery is regenerated using the
図6に示すように、1回目の充電モードでは、バッテリーにバーリアが発生しているために、充電開始と同時に、バッテリー電圧が急に上昇してしまっている。
これに対して、本発明のバッテリー再生器10によって充電モードと放電モードが繰り返され、再生されたバッテリー、すなわち、4回目の充電モードでは、正常な充電特性を示している。
As shown in FIG. 6, in the first charging mode, the battery voltage is suddenly increased at the same time as charging is started because the battery has a rear.
On the other hand, the
図7は、バーリアが発生したバッテリーに対して、本発明のバッテリー再生器10を用いてバッテリーの再生を行った場合のバッテリー再生前後のバッテリーの、充放電量に対するバッテリー電圧の関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship of the battery voltage with respect to the charge / discharge amount of the battery before and after battery regeneration when the battery is regenerated using the
図7に示すように、バーリアが発生したバッテリーにおいては、充電量が微量の段階、すなわち、充電開始直後からバッテリー電圧が上昇し、320AH程度しか充電が出来ない状態となっており、放電量、すなわち、バッテリー90がすることのできる仕事は、200AHとなってしまっている。
As shown in FIG. 7, in the battery in which varia has occurred, the charge amount is in a very small amount, that is, the battery voltage increases immediately after the start of charge, and only about 320 AH can be charged. That is, the work that the
これに対して、バッテリー再生後のバッテリー90では、正常なバッテリーと同様な充電特性によって充電することができ、430AH程度まで充電可能となっている。さらには、放電量も370AH程度と、再生前のバッテリーと比較して大きな放電量が得られるようになる。
In contrast, the
10 バッテリー再生器
20 バッテリー充電手段
21a 入力部
21b 出力部
22 バッテリー放電手段
23 放電回数監視手段
24 バッテリー電圧監視手段
26 充放電電流監視手段
28 充電経過時間監視手段
30 計測情報蓄積手段
32 バッテリー診断手段
40 インパルス放電手段
42 セル電圧測定手段
44 劣化セル解析手段
90 バッテリー
DESCRIPTION OF
Claims (24)
バッテリーの充電を行うためのバッテリー充電手段と、
バッテリーの放電を行うためのバッテリー放電手段と、
バッテリーの全体の電圧、または、個々のセル電圧を監視するためのバッテリー電圧監視手段と、
バッテリーの放電回数を監視するための放電回数監視手段とを備え、
前記バッテリー再生器にバッテリーを接続して、前記バッテリー充電手段によってバッテリーの充電を行う充電モードと、
前記バッテリー放電手段によってバッテリーの放電を行う放電モードとを繰り返し行うように構成するとともに、
前記放電回数監視手段によって計数された放電回数が、予め設定された所定回数に達した場合に前記バッテリー再生器の動作を終了させるか、もしくは、
前記放電モードにおいて、前記バッテリー電圧監視手段によって監視されているバッテリー全体の電圧が、予め設定された所定の放電終了電圧に達した場合、または、前記バッテリー電圧監視手段によって監視されている個々のセル電圧のうちいずれかが転極した場合に前記バッテリー再生器の動作を終了させるように構成することを特徴とするバッテリー再生器。 A battery regenerator for regenerating a battery,
Battery charging means for charging the battery;
Battery discharging means for discharging the battery;
Battery voltage monitoring means for monitoring the overall voltage of the battery or individual cell voltages;
A discharge frequency monitoring means for monitoring the number of discharges of the battery,
A charging mode in which a battery is connected to the battery regenerator and the battery is charged by the battery charging means;
The battery discharge means is configured to repeatedly perform a discharge mode in which the battery is discharged, and
The operation of the battery regenerator is terminated when the number of discharges counted by the discharge number monitoring means reaches a predetermined number set in advance, or
In the discharge mode, when the voltage of the whole battery monitored by the battery voltage monitoring unit reaches a predetermined discharge end voltage set in advance, or individual cells monitored by the battery voltage monitoring unit A battery regenerator configured to terminate the operation of the battery regenerator when any of the voltages is reversed.
充放電電流を監視する充放電電流監視手段と、
充電時間を監視する充電時間監視手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載のバッテリー再生器。 The battery regenerator is
Charge / discharge current monitoring means for monitoring the charge / discharge current;
The battery regenerator according to claim 1, further comprising charging time monitoring means for monitoring the charging time.
前記充電モードにおいて、
前記バッテリーの充電開始の際に、前記充電経過時間監視手段によって、充電経過時間の監視を開始するとともに、
前記バッテリー電圧監視手段によって、バッテリー全体の電圧およびバッテリーが有する個々のセルの電圧の監視、ならびに、前記充放電電流監視手段によってバッテリーの充電電流の監視をすることを特徴とする請求項2に記載のバッテリー再生器。 The battery regenerator comprises charge elapsed time monitoring means for terminating the charge when a predetermined charge end time set in advance elapses,
In the charging mode,
At the start of charging the battery, the charging elapsed time monitoring means starts monitoring the elapsed charging time,
3. The battery voltage monitoring means monitors the voltage of the whole battery and the voltage of each cell of the battery, and the charge / discharge current monitoring means monitors the charging current of the battery. Battery regenerator.
前記バッテリー電圧監視手段によって監視されているバッテリー全体の電圧が、予め設定された所定の過電圧監視電圧に達した後、予め設定された所定の過電圧監視時間が経過した際に充電を終了させるように構成することを特徴とする請求項2または3に記載のバッテリー再生器。 The battery regenerator is
The charging is terminated when a predetermined overvoltage monitoring time elapses after the voltage of the entire battery monitored by the battery voltage monitoring means reaches a predetermined overvoltage monitoring voltage set in advance. The battery regenerator according to claim 2 or 3, wherein the battery regenerator is configured.
前記バッテリーの放電開始の際に、前記バッテリー電圧監視手段によって、バッテリー全体の電圧およびバッテリーが有する個々のセルの電圧の監視、ならびに、前記充放電電流監視手段によってバッテリーの放電電流の監視をすることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のバッテリー再生器。 In the discharge mode,
At the start of discharge of the battery, the battery voltage monitoring means monitors the voltage of the entire battery and the voltage of each cell of the battery, and the charge / discharge current monitoring means monitors the battery discharge current. The battery regenerator according to any one of claims 2 to 4.
前記バッテリー電圧監視手段によって、バッテリーが有する個々のセルのうちいずれかの破損が検知された場合に、前記放電回数監視手段の作動を停止させるとともに、バッテリーの放電を終了させるように構成することを特徴とする請求項5に記載のバッテリー再生器。 In the discharge mode,
The battery voltage monitoring means is configured to stop the operation of the discharge frequency monitoring means and terminate the discharge of the battery when any of the individual cells of the battery is damaged. The battery regenerator according to claim 5, wherein
前記バッテリー電圧監視手段で計測されたバッテリー電圧値、前記充放電電流監視手段で計測された充放電電流値の少なくともいずれかを記録するための計測情報蓄積手段を備えることを特徴とする請求項2から6のいずれかに記載のバッテリー再生器。 The battery regenerator is
3. A measurement information accumulating unit for recording at least one of a battery voltage value measured by the battery voltage monitoring unit and a charge / discharge current value measured by the charge / discharge current monitoring unit. The battery regenerator according to any one of 6 to 6.
前記バッテリー電圧監視手段によって、バッテリーが有する個々のセルのうちいずれかの破損が検知された場合に、前記放電回数監視手段によって計数された放電回数を前記計測情報蓄積手段に記録することを特徴とする請求項7に記載のバッテリー充電器。 The battery regenerator is
The battery voltage monitoring unit records the number of discharges counted by the discharge number monitoring unit in the measurement information storage unit when any one of the individual cells of the battery is damaged. The battery charger according to claim 7.
前記計測情報蓄積手段に記録されたバッテリーのバッテリー電圧値または放充電電流値の少なくともいずれかに基づき、バッテリーの診断を行うバッテリー診断手段を備えることを特徴とする請求項7または8に記載のバッテリー再生器。 The battery regenerator is
9. The battery according to claim 7, further comprising battery diagnosis means for diagnosing the battery based on at least one of a battery voltage value and a charge / discharge current value of the battery recorded in the measurement information storage means. Regenerator.
前記バッテリーが有する個々のセルに対してインパルス放電を行うインパルス放電手段と、
前記セルごとのセル電圧を測定するセル電圧測定手段と、
前記セル電圧測定手段により得られた個々のセル電圧を解析し、劣化セルを検出する劣化セル解析手段とを備えることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のバッテリー再生器。 The battery regenerator is
Impulse discharge means for performing impulse discharge on individual cells of the battery;
Cell voltage measuring means for measuring a cell voltage for each cell;
The battery regenerator according to any one of claims 1 to 9, further comprising deteriorated cell analysis means for analyzing individual cell voltages obtained by the cell voltage measuring means and detecting deteriorated cells.
前記バッテリー診断手段によって診断されたバッテリーの劣化原因に応じて、最適な充電電流、充電終了時間を設定するように構成することを特徴とする請求項9または10に記載のバッテリー再生器。 In the charging mode,
The battery regenerator according to claim 9 or 10, wherein an optimum charging current and charging end time are set according to a cause of deterioration of the battery diagnosed by the battery diagnosing means.
前記バッテリーが有する個々のセルに対して予め設定された所定の充電電流値によって充電を行うとともに、
前記劣化セル解析手段によって検出された劣化セルに対して、重畳して充電を行い、前記充電電流値よりも大きな劣化セル充電電流値によって充電を行うことを特徴とする請求項10または11に記載のバッテリー再生器。 In the charging mode,
While charging with a predetermined charging current value set in advance for each cell of the battery,
12. The charging according to claim 10, wherein the deterioration cell detected by the deterioration cell analysis unit is charged in a superimposed manner, and charging is performed with a deterioration cell charging current value larger than the charging current value. Battery regenerator.
バッテリーの充電を行う充電モードと、
バッテリーの放電を行う放電モードとを繰り返し行うとともに、
バッテリーの放電回数を監視して、バッテリーの放電回数が予め設定された所定回数に達した場合にバッテリーの再生を終了させるか、もしくは、
前記放電モードにおいて、バッテリー全体の電圧を監視するとともに、前記バッテリー全体の電圧が予め設定された所定の放電終了電圧に達した場合、または、バッテリーの個々のセル電圧を監視するとともに、前記バッテリーが有する個々のセル電圧のうちいずれかが転極した場合にバッテリーの再生を終了させることを特徴とするバッテリー再生方法。 A battery regeneration method for reproducing a battery,
A charging mode to charge the battery,
While repeating the discharge mode to discharge the battery,
Monitor the number of times the battery has been discharged, and end the battery regeneration when the battery has reached a preset number of times, or
In the discharge mode, the voltage of the entire battery is monitored, and when the voltage of the entire battery reaches a predetermined discharge end voltage, or the individual cell voltage of the battery is monitored, the battery A battery regeneration method comprising: terminating battery regeneration when any one of the individual cell voltages has a polarity.
前記バッテリーの充電時間を監視することを特徴とする請求項13に記載のバッテリー再生方法。 While monitoring the charge / discharge current of the battery,
The battery regeneration method according to claim 13, wherein a charging time of the battery is monitored.
前記バッテリーの充電開始の際に、充電経過時間の監視を開始するとともに、
前記バッテリー全体の電圧およびバッテリーが有する個々のセルの電圧の監視、ならびに、バッテリーの充電電流の監視をすることを特徴とする請求項14に記載のバッテリー再生方法。 In the charging mode,
At the start of charging the battery, start monitoring the elapsed charging time,
15. The battery regeneration method according to claim 14, wherein the voltage of the whole battery and the voltage of each cell included in the battery are monitored, and the charging current of the battery is monitored.
前記バッテリーの放電開始の際に、前記バッテリー全体の電圧およびバッテリーが有する個々のセルの電圧の監視、ならびに、バッテリーの放電電流の監視をすることを特徴とする請求項14から16のいずれかに記載のバッテリー再生方法。 In the discharge mode,
17. When the discharge of the battery is started, the voltage of the whole battery and the voltage of each cell of the battery are monitored, and the discharge current of the battery is monitored. The battery regeneration method as described.
前記バッテリーが有する個々のセルのうちのいずれかの破損が検知された場合に、放電モードを終了させることを特徴とする請求項17に記載のバッテリー再生方法。 In the discharge mode,
18. The battery regeneration method according to claim 17, wherein the discharge mode is terminated when any one of the individual cells of the battery is detected to be damaged.
前記個々のセルごとのセル電圧を解析し、劣化セルを検出することを特徴とする請求項13から21に記載のバッテリー再生方法。 Performing impulse discharge on each cell of the battery and measuring the cell voltage for each cell;
The battery regeneration method according to any one of claims 13 to 21, wherein a cell voltage for each individual cell is analyzed to detect a deteriorated cell.
検出された前記劣化セルに対して、重畳して充電を行い、前記充電電流値よりも大きな劣化セル充電電流値によって充電を行うことを特徴とする請求項22または23に記載のバッテリー再生方法。 While charging with a predetermined charging current value set in advance for each cell of the battery,
24. The battery regeneration method according to claim 22 or 23, wherein the detected deteriorated cell is charged in a superimposed manner and charged with a deteriorated cell charge current value larger than the charge current value.
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